文档介绍：1 引言
行星齿轮传动在我国已有了许多年的发展史,很早就有了应用。然而,自20世纪60年代以来,我国才开始对行星齿轮传动进行了较深入、系统的研究和试制工作。无论是在设计理论方面,还是在试制和应用实践方面,均取得了较大的成就,并获得了许多的研究成果。近20多年来,尤其是我的进步和发展,我国已从世界上许多工业发达国家引进了大量先进的机械设备和技术,经过我国机械科技人员不断积极的吸收和消化,与时俱进,开拓创新地努力奋进,使我国的行星传动技术有了迅速的发展[1]。
2 设计背景
试为某水泥机械装置设计所需配用的行星齿轮减速器,已知该行星齿轮减速器的要求输入功率为,输入转速,传动比为,允许传动比偏差,每天要求工作16小时,要求寿命为2年;且要求该行星齿轮减速器传动结构紧凑,外廓尺寸较小和传动效率高。
3 设计计算

根据上述设计要求可知,该行星齿轮减速器传递功率高、传动比较大、工作环境恶劣等特点。故采用双级行星齿轮传动。2X-A型结构简单,制造方便,适用于任何工况下的大小功率的传动。选用由两个2X-A型行星齿轮传动串联而成的双级行星齿轮减速器较为合理,名义传动比可分为,进行传动。传动简图如图1所示:
图1
配齿计算
根据2X-A型行星齿轮传动比的值和按其配齿计算公式,可得第一级传动的内齿轮,行星齿轮的齿数。现考虑到该行星齿轮传动的外廓尺寸,故选取第一级中心齿轮数为17和行星齿轮数为。根据内齿轮

对内齿轮齿数进行圆整后,此时实际的P值与给定的P值稍有变化,但是必须控制在其传动比误差范围内。实际传动比为
=+=
其传动比误差===5℅
根据同心条件可求得行星齿轮c1的齿数为

所求得的适用于非变位或高度变位的行星齿轮传动。再考虑到其安装条件为:
= C =40
第二级传动比为5,选择中心齿轮数为23和行星齿轮数目为3,根据内齿轮zb1=,==92再考虑到其安装条件,选择的齿数为91
根据同心条件可求得行星齿轮c1的齿数为
=﹙-﹚/2=34
实际传动比为=+=
其传动比误差==8﹪
初步计算齿轮的主要参数
齿轮材料和热处理的选择:中心齿轮A1和中心齿轮A2,以及行星齿轮C1和C2均采用20CrMnTi,这种材料适合高速,中载、承受冲击和耐磨的齿轮及齿面较宽的齿轮,故且满足需要。齿面硬度为58-62HRC,根据图二可知,取=1400,=340,中心齿轮加工精度为六级,高速级与低速级的内齿轮均采用42CrMo,这种材料经过正火和调质处理,以获得相当的强度和硬度等力学性能。调质硬度为217-259HRC,根据图三可知,取=780,=420轮B1和B2的加工精度为7级。
计算高速级齿轮的模数m
按弯曲强度的初算公式,为
现已知=17,=340。中心齿轮a1的名义转矩为取算式系数,按表6-6取使用系数; 按表6-4取综合系数=;取接触强度计算的行星齿轮间载荷分布不均匀系数,由公式可得;由表查得齿形系数;由表查的齿宽系数;则所得的模数m为

取齿轮模数为
计算低速级的齿轮模数m
按弯曲强度的初算公式,计低速级齿轮的模数m为
现已知=23,=410。中心齿轮a2的名义转矩=
取算式系数,按表6-6取使用系数; 按表6-4取综合系数=;取接触强度计算的行星齿轮间载荷分布不均匀系数,由公式可得;由表查得齿形系数;由表查的齿宽系数;则所得的模数为

取齿轮模数为
啮合参数计算

在两个啮合齿轮副中,中,其标准中心距a1为

在两个啮合齿轮副中,中,其标准中心距a2为
由此可见,高速级和低速级的标准中心距均相等。因此该行星齿轮传动满足非变位的同心条件, 但是在行星齿轮传动中,采用高度变位可以避免根切,减小机构的尺寸和质量
[2];还可以改善齿轮副的磨损情况以及提高其载荷能力。
由于啮合齿轮副中的小齿轮采用正变位,大齿轮采用负变位。内
齿轮的变位系数和其啮合的外齿轮相等,即,型的传动中,当传动比时,中心齿轮采用正变位,行星齿轮和内齿轮采用负变位,其变位系数关系为。

确定外齿轮副的变位系数,因其高度变位后的中心距与非变位的中心距不变,在啮合角仍为,根据表选择变位系数

因其啮合角仍为根据表选择变位系数

几何尺寸的计算
对于双级的型的行星齿轮传动按公式进行其几何尺寸的计算,各齿轮副的几何尺寸的计算结果如下表:
高速级
项目
计算公式
齿轮副
齿轮副